近60年鄱阳湖东部湖湾水文连通变化及其对湿地植物与候鸟的影响

鄱阳湖碟形湖生物群落分布特征很大程度上受区域与主湖区水文连通性影响。由于水位波动,东部湖湾水文连通性受鄱阳湖主湖体水位影响较为敏感。本文以东部湖湾为例,分析主湖区水位变异程度及其影响,并从连通天数和发生时间等方面定量表征东部湖湾与主湖区的水文连通性,进而讨论水文连通性变化及其对湿地植物生境和候鸟栖息地的潜在影响。结果表明,当水位在13~16 m时,东部湖湾与主湖区存在着良好的水文连通关系,湿地植物适宜生境面积最大。2003年以后,鄱阳湖主湖区水位普遍降低,低枯水位持续时间延长,IHA/RVA法分析表明主湖区水位发生了中等程度改变,整体改变度为40.2%,东部湖湾与主湖区的连通关系发生明显改变,年连通天数减少了46.2 d,变化幅度为15.9%,而非连通期发生时间提前约1个月且年内时间跨度更长。水文连通性减弱造成310月东部湖湾平均水位下降了0.6 m,其中910月减少了约1 m,使薹草(Carex sp.)和苦草(Vallisneria natans)适宜水深对应的水面面积在多数月份呈增加趋势,特别是910月(幅度超过40%),但枯水提前导致沉水植物面积减少,湿生植物生物量增加。水文连通性减弱导致洲滩提前出露,薹草等湿生植物移向碟形湖湖心,苦草等沉水植物分布上限降低约1 m,候鸟觅食地点可能转移至湖心或其他浅滩。为有效保护鄱阳湖湿地生态系统,建议充分发挥长江三峡蓄洪补枯的调控作用等,以减缓水文连通性改变对洪泛区湿地植物生长和候鸟栖息所造成的影响。

太湖西山岛河网秋季浮游生物群落结构特征及其影响因子分析

为了解太湖西山岛河网浮游生物群落结构特征及其影响因子,于2020年10—11月对西山岛河网34个采样点的浮游生物和环境因子进行调查分析,共鉴定出浮游植物56属68种,种类以绿藻(39.71%)为主,其次为硅藻(30.88%)和蓝藻(13.24%);浮游动物18属30种,种类以轮虫(76.67%)为主。浮游植物平均密度为1.32×10^(6)L^(-1),蓝藻占据绝对优势,浮游植物密度呈现城镇区河道>农业区河道>水产养殖区河道的规律;浮游动物平均密度为113.93 L^(-1),浮游动物密度呈现水产养殖区河道>城镇区河道>农业区河道的规律。冗余分析结果表明,氧化还原电位、化学需氧量、总氮和氨氮浓度是影响浮游植物群落结构的主要因子;水温、pH值、叶绿素a浓度、浮游植物密度和氨氮浓度是引起浮游动物群落变化的主要因子。

太湖流域主要河流大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

2010年4月和7月对太湖流域五水系(苕溪、南河、洮滆、黄浦江和沿江水系)73个采样点的大型底栖动物进行了两次调查,分析各水系底栖动物群落结构及其与环境因子之间的关系,并评价各水系的水质状况.所有采样点共记录底栖动物88种,隶属于3门8纲48科.全流域主要河流大型底栖动物的平均密度和生物量分别为5888.91 ind./m2和105.18 g/m2.寡毛类占平均密度的94.19%,腹足类在生物量中所占比例最高,为72.50%,霍甫水丝蚓在五水系中均处优势地位.相似性分析结果表明沿江水系与苕溪、南河、洮滆和黄浦江水系,苕溪与洮滆水系底栖群落具有显著差异.霍甫水丝蚓是导致这五个水系群落结构差异的最主要原因,其次是铜锈环棱螺、苏式尾鳃蚓、羽摇蚊、钩虾属一种、红裸须摇蚊、河蚬、小摇蚊属一种、摇蚊亚科一种、侧叶雕翅摇蚊、中国长足摇蚊和长角涵螺.典范对应分析表明高锰酸盐指数、正磷酸盐磷、总氮、硝态氮与大型底栖动物群落显著相关.BPI和Wright指数评价结果发现五水系整体处在中污染状态.

水网藻(Hydrodictyon reticulatum)水华在鄱阳湖的纪录

水网藻水华在国外出现较多,在国内鲜有报道.2013年5月对鄱阳湖进行采样时首次发现水网藻水华;结合现场观测及遥感影像确定其分布范围为老爷庙至落星墩水域,分布面积约为26 hm2,推测水网藻可能是由上游稻田等静止水体迁移至鄱阳湖,在相对静水区进行聚集生长,加上合适的理化条件(温度及营养盐),从而形成水华.在此基础上,本文进一步分析了水网藻水华对鄱阳湖水生态环境可能产生的影响.

阳澄湖表层沉积物中氮磷及重金属的空间分布特征及污染评价

为了解阳澄湖表层沉积物中氮磷及重金属的空间分布和污染特征,对全湖开展了大范围调查,基于综合污染指数、地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物污染风险进行评价.结果表明:阳澄湖表层沉积物中w(TN)、w(TP)平均值分别为3 433、379 mg/kg,湖区氮磷污染严重且空间差异明显,w(TN)高值区位于阳澄东湖,w(TP)高值区位于阳澄西湖;综合污染指数评价结果显示,整个阳澄湖TN均为重度污染状态,TP除阳澄西湖外大部分区域处于轻度污染状态.阳澄湖表层沉积物中w(Cu)、w(Zn)、w(Pb)、w(Cr)、w(Cd)、w(As)、w(Hg)、w(Ni)的平均值分别为35.0、141、12.6、62.6、0.36、27.5、0.145、47.6 mg/kg,分别是江苏省土壤重金属环境背景值的1.50、2.17、0.57、0.83、4.22、2.93、5.78、1.45倍,阳澄西湖的重金属含量要高于阳澄中湖和阳澄东湖.地积累指数法和潜在生态风险指数法评价结果均表明,Hg和Cd是主要的生态风险贡献因子,二者生态风险指数平均值分别为231.23、126.63.相关分析结果表明,阳澄湖表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg和Ni的质量分数显著相关,说明其具有相似的来源,结合水系结构和周边企业分布,推测其主要来自于相城区和常熟市的工业企业.

蓝藻水华暴发期间太湖贡湖湾某水厂水源水及出厂水中微囊藻毒素污染分析及健康风险评价

水体富营养化导致的有害蓝藻水华仍是目前全世界普遍面临的水环境问题,而有害蓝藻水华所引起的饮用水安全问题亦受到人们的广泛关注.为了解太湖水源地水源水及自来水厂出厂饮用水中微囊藻毒素(MCs)的污染现状,于2014年8月期间对贡湖湾某水厂水源水及出厂水中浮游植物胞内及胞外MCs浓度进行了调查,并同时检测了相关的理化指标.结果表明,水源水中胞内MCs总浓度平均值为7165.5 ng/L,以MC-LR和MC-RR为主,平均浓度分别为3408.7和3398.8 ng/L,其中MC-RR占总MCs比例的平均值为56.1%;而胞外溶解性MCs浓度相对较低,平均浓度为142.6 ng/L,最高浓度仅为512.8 ng/L.水厂出厂水中胞内MCs的检出浓度(平均值为0.77 ng/L)和检出频率都很低,去除率达99.8%以上;而胞外溶解性MCs的检出浓度(平均值为21.71 ng/L)和检出频率相对较高,但浓度仍远低于国家标准1.0μg/L,其去除率相对较低,仅为62.9%~81.8%.数据分析发现,水源水中胞内与胞外MCs浓度之间呈显著正相关,胞内MCs浓度与总氮(TN)浓度、铵态氮(NH+4-N)浓度、总磷(TP)浓度、高锰酸盐指数(CODMn)和浊度呈显著相关,而胞外MCs浓度与TN浓度、TP浓度、CODMn、浊度和叶绿素a浓度呈显著正相关;逐步回归结果显示,TP对胞内MCs浓度变化的解释率最高,而胞外MCs浓度变化主要与胞内MCs浓度相关.最终,通过对出厂饮用水中MCs浓度非致癌风险指数的计算发现,出厂饮用水对人类健康的威胁较小,但致癌风险相对较高.

基于浮游植物的城市湖泊生态健康评价——以长江下游铜陵市西湖为例

为了解铜陵西湖浮游植物群落结构与水生态健康状况,于2016年9月至2017年7月进行6次调查.结果显示:(1)浮游植物共检出6门88种,总密度变化范围为8.20×10^(5)~1.60×10^(8)cells/L,均值为2.19×10^(7)cells/L,生物量变化范围为1.34~27.76 mg/L,均值为9.45 mg/L,优势种为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、浮游蓝丝藻(Planktothrixsp.)和微囊藻(Microcystissp.);(2)RDA分析表明浮游植物生物量主要受水温、悬浮物、总氮、亚硝态氮和总磷影响;(3)浮游植物隶属于22组功能群,基于功能群的Q指数表明,铜陵西湖水质整体处于“中等”状态,7月水生态状况最差,11月最佳;(4)依据候选参数与环境因子的相关性,最终选定生物量、密度和Margalef指数来构建铜陵西湖浮游植物生物完整性指数(P-IBI),其评估结果与Q指数呈显著正相关,但P-IBI评估结果(整体为“较差”状态)更为严格.本研究阐述铜陵西湖浮游植物群落结构特征,并基于浮游植物Q指数和P-IBI评估其生态健康状况,相关研究结果可为其水环境管理及城市湖泊生态健康评估提供一定的科学参考.

基于浮游植物完整性指数的太湖主要河口生态健康评价

于2018—2019年对太湖18条主要河口的浮游植物进行了季节调查,分析其群落结构特征,并基于浮游植物完整性指数(P-IBI)评估各河口的生态健康状况。调查共发现浮游植物119种,隶属于7门66属,密度和生物量平均值分别为8.91×106 L^(-1)和1.46 mg·L^(-1)。季节上,密度和生物量均在夏季达到最大值,分别为2.35×10^(7)L^(-1)和4.06 mg·L^(-1),在冬季取得最小值,分别为3.84×10^(5)L^(-1)和0.36 mg·L^(-1)。形态功能群方面,Ⅲ组和Ⅶ组生物量均在夏季最高,分别为0.18和0.04 mg·L^(-1)。以浮游植物密度、叶绿素a(Chl-a)和Menhinick指数构建P-IBI,结果表明主要河口整体呈较差状态,平均值为42.64;空间上较差是主要状态,占所有点位的55.56%,其次是一般状态,占33.33%,2个点位处于极差状态;季节方面,P-IBI最大值和最小值分别出现在冬季和夏季,平均值分别为53.15和27.59;春夏秋冬水生态健康等级依次为较差、较差、一般和一般。Spearman相关性分析显示P-IBI值与水温、pH值和高锰酸盐指数呈显著负相关(P<0.05),与硝态氮(NO 3--N)含量呈显著正相关(P<0.05)。P-IBI与表征有害藻类的Ⅲ和Ⅶ生物量也存在较好的一致性。

淹水条件下鄱阳湖3种湿地植物腐烂分解及其对水质的影响

大型通江湖泊水位不断变化,引起湖泊水域与洲滩湿地之间相互转化,造成湿地植物周期性淹没分解,影响水体营养物质循环和能量流动.本文以鄱阳湖典型湿地植物灰化薹草(Carex cinerascens)、蒌蒿(Artemisia selengensis)和虉草(Phalaris arundinacea)为研究对象,通过为期69 d的室外模拟实验,探究3种植物腐烂分解对水环境因子和浮游植物生物量(以叶绿素a(Chl.a)浓度表征)的影响.结果表明:(1)3种湿地植物的分解过程均为前期分解较快、后期缓慢,且蒌蒿分解率显著大于灰化薹草和虉草.(2)腐烂分解过程中,水体理化因子均发生了显著变化,如水体pH呈先降低后升高的趋势,且空白组pH显著高于其他实验组.浊度、营养盐浓度和高锰酸盐指数(COD_(Mn))浓度均呈先升高后降低并逐渐稳定的变化趋势,且显著高于空白组,蒌蒿腐烂分解对水体pH、浊度、营养盐浓度和COD_(Mn)的影响最大.(3)灰化薹草组和虉草组Chl.a浓度均呈前期波浪式上升、后期逐渐稳定的变化趋势;蒌蒿组Chl.a浓度整体呈逐渐上升的趋势.水体浊度和营养盐浓度是影响浮游植物生长的主要因素.

鄱阳湖丰水期水体中叶绿素a含量空间分布及其与环境因子的关系

在2011年8月和2012年7月丰水期,在鄱阳湖湖区布设77个采样点,大规模采集水样,研究浮游植物生物量(以水体中叶绿素a含量表示)在湖区的空间分布,并探讨叶绿素a与相关环境因子之间的关系。结果表明,鄱阳湖丰水期水体中叶绿素a质量浓度较低,平均值为10.58μg/L;叶绿素a含量的空间分布特征为:东南湖区最高,中部湖区居中,北部通江区较低。Spearman秩相关分析结果表明,水体中叶绿素a含量与水体透明度显著正相关,与总悬浮颗粒物含量、总氮含量、亚硝态氮含量、硝态氮含量和溶解性总氮含量显著负相关,与其他营养盐含量不相关。水下光照条件是限制鄱阳湖浮游植物丰水期生长的主要因素;鄱阳湖水体交换时间较短,也在一定程度上抑制了浮游植物的生长;丰水期,高水位稀释了水体中的营养盐浓度,从而掩盖了其对浮游植物的作用,导致营养盐的作用不明显。